Фотохимические реакции. Основные законы фотохимии. Кинетика фотохимических реакций

Реакции, протекающие под воздействием светового излучения, называются фотохимическими.
Основной закон фотохимии – закон квантовой эквивалентности А. Эйнштейн
(каждый поглощенный квант света hν вызывает изменение одной молекулы)

Важнейшим параметром фотохимической реакции служит квантовый выход γ:

 
Фотохимические реакции. Основные законы фотохимии. Кинетика фотохимических реакций - №1 - открытая онлайн библиотека
 

В зависимости от типа фотохимической реакции квантовый выход может меняться в широких пределах. Это связано с возможностью потери поглощенной энергии до фотопревращения. Если время существования фотовозбужденной молекулы и скорость фотодиссоциации совпадают, то γ ~ 1. При γ >> 1 фотореакция идет по цепному механизму.

Типы фотохимических реакций:

1. Фотодиссоциация (фотолиз) приводит к разложению исходного вещества, поглотившего световую энергию. Примерами реакции фоторазложения служат такие: разложение галогенидов серебра (основа серебряной фотографии), фотолиз паров ацетона CH3CO CH3 → CO + другие продукты.

2. Фотосинтез приводит к образованию более сложных соединений. Примерами реакций фотосинтеза служат:

· фотосинтез озона в верхних слоях атмосферы, создающий защитный озоновый слой:

Фотохимические реакции. Основные законы фотохимии. Кинетика фотохимических реакций - №2 - открытая онлайн библиотека фотодиссоциация
Фотохимические реакции. Основные законы фотохимии. Кинетика фотохимических реакций - №3 - открытая онлайн библиотека фотосинтез
    • фотосинтез органических соединений из углекислого газа, воды, минеральных веществ зелеными растениями. В частности, синтез глюкозы может быть описан уравнением:
  Фотохимические реакции. Основные законы фотохимии. Кинетика фотохимических реакций - №4 - открытая онлайн библиотека  

Фотохромизм– явление обратимого изменения пространственного или электронного строения молекул под действием света, сопровождающееся изменением окраски вещества. На основе фотохромных материалов изготовляются линзы с переменным светопропусканием, оконные стекла, фотохромные системы на основе некоторых органических и координационных соединений.

Кинетика фотохимических реакций описывается обычными дифференциальными уравнениями, выражающими закон действующих масс. Единственное отличие от обычных реакций с термическим возбуждением состоит в том, что скорость фотохимических процессов не зависит от концентрации исходного вещества, а в соответствии с законом фотохимической эквивалентности определяется только интенсивностью поглощенного света.

Механизм и кинетика гомогенно-каталитических реакций. Кислотно-основной катализ.

При гомогенном катализе катализатор и реагенты находятся в одной фазе. Гомогенный катализ можно подразделить на кислотно-основный, окислительно-восстановительный, координационный и ферментативный.